車はなぜ曲がるか教えてください。

車はなぜ曲がるんですか？？
車に乗っていてふと思いました。
誰か教えてください。

No.9 回答者： wathavy 回答日時： 2009/09/04 00:10

ホンダが、タイヤの回転制御して、曲げてますね。

ステアリングではなく、回転の差だけでです。
実際には、ステアリングをほとんど切らずに、スラロームできる車をつくりました。
また、ステアリングを切っても、矢のようにまっすぐ進むようにもしています。

それから、カートがそうらしいですが、ボディーが硬いと、曲がらないそうです。車のボディーは柔らかいので、曲がるんだそうです。

バイクはもっと面白い理屈で曲がるんですけど、車も不思議な曲がり方をすることができるようです。

No.8 回答者： noname#101096 回答日時： 2009/09/03 22:34

物理法則として、基本的にラクな方にモノは動くんです。

ものすごくざっくりと言うとですが。

ハンドルを切ってタイヤが進行方向に対して斜めになった場合、まっすぐ進もうとするとタイヤを滑らせなければいけません。
対して、タイヤが向いている方向ならタイヤが転がってくれます。
ラクなのはどっちか。

舗装路だったら文句なしでタイヤが向いている方向ですね。まっすぐだと、タイヤを斜めに押す事になってタイヤのゴムがひっかかりますから。

でも、雪の上、氷の上だったらどうでしょう？地面がツルツルなので、タイヤを斜めに押すのも大した力がいりません。だったら向きを変えるより今まで通りまっすぐ進んだ方がラクだよ、というわけで、雪の上や氷の上ではハンドルが利かないことがあります。
（※クルクルとスピンするのは、前輪じゃなくて後輪が滑っている状態なので今は除外して考えます）

No.7 回答者： joshuatree 回答日時： 2009/09/03 20:52

物体は一般的に今の状態を維持しようとします。

移動しているときは直線状にそのスピードで移動しようとします。慣性の法則ですね。
円運動をしようとするときは、求心力が必要とされます。その求心力はタイヤのグリップですが、時系列的に見ると、まずハンドルが切られ、タイヤが操舵され、進行方向とずれが生じます。この車の進行方向とタイヤの向きのずれをスリップアングルといいます。スリップアングルが生じると前輪にコーナリングフォースが生じます。それに伴いヨー加速度運動（車体中心に考えた時の回転運動）が生じます。そして車体スリップアングルが発生します。車体スリップアングルが発生すると後輪のタイヤと進行方向とずれが生じ後輪にスリップアングルが生じ、後輪にコーナリングフォースが生じます。それで前輪のコーナリングフォースと後輪のコーナリングフォースが発生してヨー加速度運動と求心力である横加速度運動が発生してはじめて車は曲がります。（かなりはしょった説明になってます）
アンダーステアとオーバーステアとリバースステアがよく分かっていない人が多いので説明しますと、安定性限界速度が無いのがアンダーステア、あるのがオーバーステアで、安定性限界速度というのはその速度を超えると外乱がほんの少しでも入ればハンドルを直進状態にしていてもスピンモード（ヨー角速度がどんどん増大する）になってしまう速度で、そんなものがあると普通運転できません。フォークリフトなどを除くと市販されている車はすべてアンダーステアです。一定の条件でアンダーステアからオーバーステアに変わることをリバースステアといいます。

No.6 回答者： noname#104888 回答日時： 2009/09/03 19:48

運転していて、交差点などで左に曲がるようなとき、１回左に切っていって再び右に切っていっているのに、なぜ、向きを９０度変えたんだろう？

と思ったことはあります。（笑）
ハンドルでいえばそうだけど、タイヤの向きは左ばかりなのでしょうね。（右と左でタイヤの回転数とかも変わっているのでしょうけれど）
運転している感覚でいえば、ラインを想定して、タイヤの向きをちょっと変えたり、大きく変えたり、結構自在にその大きさを組み合わせてラインに乗せているんだろうと思います。
高速道路などの２車線の車線変更（左から右）などでは、いったん右にわずかにタイヤを向け、徐々に直進に持っていってさらに左に向けていって最後に直進に向けているんじゃないでしょうか。（違うかな？）
一般道などで、緩いカーブでは、タイヤの角度が小さい角度で入っていって少しずつ角度を増やし、再び少しずつ角度を直進に持って行っているのでしょうね。
おそらく、ある程度の速度の中で大きいRと小さいRをうまく組み合わせながら、曲がっているんでしょうね。
クランクなどのきつい角度のカーブでは、歩くほどの速度にしておいて、瞬時に大きい角度を利用して曲がり、突き当たってしまうようなクランクでは瞬時に真っ直ぐに持っていくようにしているのでしょうね。
いずれにしてもハンドルだけで考えてると結構右に左に動かしてるような…。
ま、でも曲がり方もいろいろあって、ライン取りや、速度や、タイヤの角度のつけ方、緩急のつけ方とかあって、十人十色かもしれませんね。
メカはよく分からないので、かなり勝手な視点、運転中のハンドルの感覚だけですが。

No.5 回答者： gategardens 回答日時： 2009/09/03 19:15

基本、前回答者様の言われるとおりです。

じゃあ、なぜ、必ずしも切った分だけ曲がらないのか。

俗に言う「タイヤの横方向のグリップ力（対摩擦力）」との関係です。

4輪のそれぞれのタイヤの対地摩擦力は走行状況に応じて随時変化しています。

例えばブレーキングである程度、適度な圧力をかけ、前輪の摩擦力が増している状況では、横方向のグリップが強く、車がインに向く力が強くなります。
このとき、リアの加重が抜けすぎ、リアグリッププアな状態だと、最悪オーバーステア（スピン）方向の挙動が出ます。

最初の普通車はみんなリア駆動だったのは、FFにすると、リアとの重さのバランスが崩れ、このオーバーステア（タックインとも言います）を誘発しやすかったからです。
もちろん現在はクリアされている訳ですが、スポーツ走行の場合わざとこれを起こさせる走法もあります。
車が向きを変えやすいですからね。

これとは別に、タイヤの横方向のグリップより遠心力の方が強いと（つまり速度が高い場合などですね）ハンドル切った割には曲がらない、アンダーステアという状態になります。

今の車は基本弱アンダーステアにしつけられているのがほとんどです。

じゃあ、常にタイヤが空転しているようにも見えるラリーなどはどうなの？という話ですが、これも、空転しながらも、グリップはちゃんとあるのです。

ですが、相対的に弱いのも確かなので、車を曲げるために先ほど述べたタックインを使ったりする訳です。

以上補足説明。かな？

No.4 回答者： ms_axela 回答日時： 2009/09/03 18:38

すいません。

No.2に少し誤記。
>(5)で発生するタイヤと地面の摩擦力が一般に遠心力と呼ばれるものとなります。

正：
(5)で発生するタイヤと地面の摩擦力が一般に遠心力と呼ばれるものの抗力となります。

No.3 回答者： rin_2 回答日時： 2009/09/03 17:48

突き詰めると深くなりそうですね。

他の方の回答を楽しみにしつつ・・・

ハンドルを操作する→タイヤの向きが変わる
ここまではいいとして、ではなぜタイヤの向きが変わると方向が変わるのか。

タイヤの向きが変わることで、直進する方向への抵抗が増す
→直進方向への抵抗より前輪の向きに対する転がり抵抗の方が低い
→前輪はタイヤの向きに転がり、車体に直進方向に加え前輪の向きへのモーメントが加わる
→曲がる

でしょうか？？？

理系に詳しい方の回答に期待します・・・

No.2 回答者： ms_axela 回答日時： 2009/09/03 17:47

とりあえず以下条件についてだけ記載します。

・一定速度で走行中
・ステアリング操作によって車の前輪の向きが変わる

(1)ステアリングホイール（ハンドル）を右に回す。
↓
(2)リンクで繋がっている前輪タイヤが右に向きを変える
（この瞬間はまだ車は直進中）
↓
(3)車（車体）は直進しようとし、前輪タイヤも直進方向に押される
↓
(4)(3)で押された力はタイヤを回転方向に進ませる力と、左方向にタイヤを垂直に押す力に分かれる
↓
(5)タイヤを左に押す力はタイヤと地面の摩擦で相殺されて消えるため、結果としてタイヤは回転方向（右前方）に進む
↓
(6)タイヤと結合している車体もタイヤの進む方向に進む

ちなみに(1)～(6)は一瞬で起こります。
(5)で発生するタイヤと地面の摩擦力が一般に遠心力と呼ばれるものとなります。

No.1 回答者： bakeratta 回答日時： 2009/09/03 16:20

「操舵する＝ハンドルを切る」からです。

ちなみに、走行中のバイクはハンドルを切って曲がるものではなく、
バンク（傾き）によって曲がります。